15CrMo钢材是什么材料？15crmo硬度值范围15CrMo的化学成分？

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15CrMo合金钢板是具有珠光体组织的耐热钢。 具有较高的热强度（δb≥440MPa）和高温下的抗氧化性能，并具有一定的抗氢腐蚀性能。 由于该钢中Cr、C等合金元素含量较高，因此该钢有明显的硬化倾向，焊接性较差。

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15CrMo合金钢板化学成分

商标

化学成分（质量分数）（%）

锰

硅

铬

莫

你

铌+钽

15铬钼合金

0.12~0.18

0.40~0.70

0.17~0.37

0.80~1.10

0.40~0.55

≤0.30

≤0.035

≤0.035

15CrMo合金钢板力学性能

商标

拉伸强度MPa

屈服点MPa

伸长（％）

15铬钼合金

440~640

235

21

焊接材料

针对15CrMo钢焊接性的工作特点，

方案一：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，T1G焊接底漆，E8018-B2焊条，电弧焊盖面，焊后局部热处理。

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焊后热处理

采用方案一焊接的试件焊后应进行局部高温回火处理。 热处理工艺为：升温速率200℃/h，升温至715℃保温1小时15分钟，冷却速率100℃/h，冷却至300℃空冷。 具体采用JL-4型履带式电加热器（1146×310）包裹焊缝，并铺一层硅酸铝棉保温。 保温层厚度为50mm。 温度由DJK-A型电加热器自动温控仪控制。

焊接工艺评定测试结果

测试计划 拉伸测试 弯曲测试 冲击韧性测试 aky (J/cm2)

拉伸强度 δb/Mpa 断裂部位弯曲角度 表面折弯 后弯 焊缝熔合线 热影响区（HAZ）

方案一 550/530 基材 50. 通过 通过 84.8 162 135.6

方案二 525/520 基材 50. 通过 通过 79.4 109.2 96.7

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15CrMo焊接工艺

2.1 焊接材料

针对15CrMo钢的焊接性和现场高压管道的工作特点，根据以往的经验并参考国外提供的焊接工艺卡，我们选择了两种方案进行焊接试验。

方案一：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，T1G焊接底漆，E8018-B2焊条，电弧焊盖面，焊后局部热处理。

方案二：采用ER80S-B2L焊丝，T1G焊接底漆，E309Mo-16焊条，焊条填满弧焊保护层，焊后不进行热处理。 焊丝和焊条的化学成分和力学性能见表1。

表1 焊接材料化学成分及力学性能

型号 C Mn Si Cr Ni Mo SP δb/Mpa δ,%

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25

2.2 焊接前准备

试件为15CrMo钢管，规格为φ325×25。 沟槽类型及尺寸如图1所示。

焊接前，用角磨机将坡口内外及坡口边缘50mm以内打磨至露出金属光泽，然后用丙酮清理干净。

试件处于水平固定位置，间隙为4mm。 采用手工钨极电弧焊，沿圆周均匀点焊六个点。 每个点的长度不应小于20毫米。 焊条按表2规定烘烤。

表2 焊条烘烤规格

焊条型号烘烤温度及保温时间

E8018-B2 300℃ 2h

E309Mo-16 150℃ 1.5h

2.3 焊接工艺参数

根据方案一，焊接前需要预热。 根据Tto-Bessyo等人提出的预热温度计算公式：

To=350√[C]-0.25（℃） 式中，To——预热温度，℃。

[C]=[C]x [C]p [C]p=​​0.005S[C]x

[C]x=C(Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90 其中，

[C]x——组分碳当量；

[C]p——量纲碳当量； S——试件厚度（本文中S=25mm）；

[C]x=C(锰·铬)/9·7/90Mo=0.361

[C]p=​​0.045则To=138℃

因此，预热温度选择为150℃。 使用氧-乙炔火焰加热试件。 先用温度计笔粗略判断试件表面的温度（根据字迹颜色变化的速度估算），然后用半导体点温度计进行测量。 应至少选择三个测量点。 ，保证整个试件达到所需的预热温度。

焊接时，第一层采用手工钨极电弧焊。 为了避免仰焊点焊缝背面出现凹痕，送丝时采用内填丝法，即从管子内部通过开口之间的间隙送丝。 其余各层采用焊条电弧焊焊接，共6层，每层焊道1道。 方案一和方案二的焊接工艺参数如表3和表4所示。按方案一进行焊接

表3 方案一焊接工艺参数

焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊接材料规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度热处理规格

底层钨板氩弧焊ER80S-B2L φ2.4 110 12

填充层焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715.×75min

覆盖层电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25

表4 方案二焊接工艺参数

焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊接材料规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度热处理规格

底层钨板氩弧焊ER80S-B2L φ2.4 110 12

填充层焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /

覆盖层电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24

焊接时层间温度不应低于150℃。 为防止焊接中断而造成试件冷却，焊接时应由两名焊工交替操作。 焊后应立即采取保温、缓冷措施。

从拉伸试验结果可以看出，两种方案的拉伸试件均在母材处断裂，说明焊缝的抗拉强度高于母材； 弯曲试验全部合格，表明焊缝塑性较好。 根据表5冲击韧性测试结果可以看出，方案一的冲击韧性明显高于方案二，证明方案一的焊后热处理规范比较理想。 高温回火不仅达到改善接头组织和性能的目的，而且使韧性和强度相匹配。 从室温力学性能结果可以看出，两种推荐的焊接工艺方案均可用于现场施工。 选项 I 使用成分与母材接近的焊条。 焊缝的性能与母材的性能相匹配。 焊缝应具有较高的热强度，在高温下长期使用后不易损坏。 难点在于焊后热处理规范相对严格，回火温度、保温时间、升温和冷却速率控制不当会导致焊缝性能下降。 方案二采用奥氏体不锈钢焊条进行焊接。 虽然可以省略焊后热处理，但由于焊缝与母材的膨胀系数不同，长期高温运行时可能会发生碳扩散和迁移，很容易导致焊缝处于熔合区。 破坏发生。 因此，从可靠性角度来看，采用方案一进行现场焊接更为可靠。

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4。结论

15CrMo钢厚壁高压管道的焊接采用两种焊接方案是可行的。 为了保证焊缝性能与母材相匹配并具有较高的热强度，采用方案一效果较好。 关键是严格控制焊后热处理工艺。

虽然方案二可以省略焊后热处理，但高温下焊缝中碳迁移和扩散，导致焊缝损坏的可能性不容忽视。 因此，只有在焊后不能进行热处理的情况下才应谨慎使用。

15crmo合金钢板重量计算公式：长×宽×厚×0.00785=kg/m

15CrMo应用范围：

主要用于石油、石化、高压锅炉等。特种用途无缝管包括锅炉用无缝管、地质用无缝钢管、石油用无缝管等。

目前，我国15CrMo高压管材消费量仅占发达国家的一半。 15CrMo高压管材用途的扩大为行业发展提供了更广阔的空间。 据中国特钢协会15CrMo高压管分会研究，未来我国15CrMo高压管长材需求量将以年均10-12%的速度增长。